李 燕,陳燕華
(重慶電力高等??茖W校,重慶400053)
配網(wǎng)系統(tǒng)是供電系統(tǒng)直接面向用戶的最后環(huán)節(jié),它運行的好壞直接影響到用戶的用電質量,如何提高10 kV配電網(wǎng)的供電可靠性是我們必須解決的一大問題。2013年重慶南岸地區(qū)配網(wǎng)故障頻繁,影響了配網(wǎng)供電可靠性,同時也降低了配網(wǎng)設備運行維護水平。我們迫切需要對該地區(qū)的配網(wǎng)系統(tǒng)進行故障分析,查找配網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生故障的原因,并提出相應的整改意見,從而提高設備的運行維護水平。
通過對2013年重慶南岸地區(qū)10 kV中壓系統(tǒng)故障的數(shù)據(jù)(見表1)進行分析,發(fā)現(xiàn)10 kV中壓系統(tǒng)故障中,設備故障、外部因素、外力破壞三個方面所占的比重最大,是系統(tǒng)故障的主要因素。
表1 城市中壓配電網(wǎng)故障停電按責任范圍分類
由于配網(wǎng)設備制造廠家多種多樣,制造水平和設計技術水平有高有低,對于設備質量的要求不統(tǒng)一,所以造成了部分設備出廠時就存在質量缺陷,這樣的設備帶電運行一段時間后極易發(fā)生故障。還有部分設備由于運行周期過長,運行環(huán)境惡劣,且未及時進行整改,極易出現(xiàn)問題,例如:連接部分松動、金屬件銹蝕、絕緣材料絕緣強度降低等。
根據(jù)設備出現(xiàn)故障的主要原因,對故障數(shù)據(jù)加以分析,針對中壓設備故障多的3個主要故障設備(電纜、開關、線纜連接設備)作出的分析如表2所示。
表2 2013年城市配電網(wǎng)故障停電按故障設備分類
1.1.1 電纜設備故障
1.1.2 開關故障
開關故障多數(shù)是在潮濕的運行環(huán)境中,動靜觸頭放電引起短路后發(fā)生的;或者是開關柜母線由于環(huán)境潮濕,引起穿墻套管絕緣降低后,引發(fā)短路造成故障;又或者由于開關柜內(nèi)潮濕、凝露造成電纜T型頭放電后引起絕緣降低,從而造成開關本體短路故障。
1.1.3 線纜連接設備
線纜連接設備故障多數(shù)發(fā)生在線路刀閘夾板、引流線上。其主要是存在人為安裝不當、運行回路負荷過重、線路老舊等問題。部分線夾在安裝時由于安裝工藝達不到正常運行要求,所以在運行一段時間后出現(xiàn)夾板發(fā)紅的問題。此外,由于部分引流線發(fā)生故障后,只采取臨時的處理措施,在后來的運行維護工作中未按照要求進行整改,導致發(fā)生引流線燒斷和夾板脫落故障。
外部因素主要是指用戶產(chǎn)權的設備發(fā)生故障,主要是從而導致供電方設備發(fā)生故障。其主要表現(xiàn)在專用用戶設備的運行維護管理不當,而影響整個線路運行的可靠性。某些用戶設備所處環(huán)境污染物較多,且管理不善,造成電器設備的表面臟污而發(fā)生污閃事故;同時由于對專用用戶設備監(jiān)管不到位,導致設備上的污物引起設備腐蝕損壞,造成停電事故。此外還存在用戶設備因運行維護管理不當,檢修質量低下或施工工藝低劣等原因發(fā)生故障,而大多數(shù)專用設備所在分支線路并未設置斷路器開關或熔斷器,可以自動將故障用戶設備隔離,所以會使其所在的公用10 kV線路跳閘停電,影響其他用戶。
外力破壞故障主要有以下幾種情況。
1.3.1 暴風雨引起線路故障跳閘
國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部等五部委日前發(fā)布加快推進長江經(jīng)濟帶農(nóng)業(yè)面源污染治理的指導意見。計劃到2020年,種養(yǎng)業(yè)布局進一步優(yōu)化,農(nóng)業(yè)農(nóng)村廢棄資源化利用水平明顯提高,對流域水質的污染顯著降低。國家發(fā)改委表示,在未來的治理中,將優(yōu)先解決沿江養(yǎng)殖污染和重點區(qū)域、敏感區(qū)域的污染問題,統(tǒng)籌推進種植業(yè)、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)村生活污染防治。
2007年、2009年、2010年、2012年、2013年迎峰度夏期間均出現(xiàn)了持續(xù)2天至3天的強降雨氣候,強風、暴雨天氣導致部分轄區(qū)線路走廊出現(xiàn)山體滑坡等災害,從而造成線路故障跳閘。在惡劣天氣中,強降水導致地勢低洼地帶的站房被淹,或者線路桿塔因風吹或雨水浸泡的影響而基礎松動,或者大風大雨天氣造成線路走廊兩旁的樹、竹倒塌在線路設備上,進而造成倒桿、斷桿,導致故障發(fā)生,以致停電。
1.3.2 小動物引起的短路
部分站房在建設時未按照運維要求實施防止小動物入內(nèi)的措施,或因年久失修,墻體部分出現(xiàn)漏洞,而帶電設備因電流電壓致熱,溫度比周邊環(huán)境稍高,站房外部區(qū)域有居民堆放的垃圾等,從而造成小動物進入帶電設備引起短路故障。
1.3.3 雷擊
重慶每年3月至7月雷雨天氣較為頻繁,而大部分城鎮(zhèn)、農(nóng)村、山區(qū)地帶,如南山、黃桷埡、彈子石、魚洞、云篆山等地區(qū)的配電設備主要以架空線路設備為主,在雷雨天氣就易受大氣過電壓影響,導致故障發(fā)生。雷擊過電壓大多引起10 kV絕緣子閃絡放電,在絕緣子表面留下放電痕跡。并且部分雷擊會直接形成雷電行波損傷戶外柱上變壓器,使其絕緣套管發(fā)生破裂,避雷器炸裂,跌落保險引線斷線等永久性故障,進而導致線路開關跳閘后重合不成功,造成全線路停電。
1.3.4 外單位野蠻施工
在實際運行中,架空線路及其桿塔難免會受到外力破壞影響而發(fā)生故障跳閘,例如塔吊、鉤機作業(yè)刮碰導線,汽車撞壞路邊桿塔等;對于地埋電纜,也會因地面土建施工作業(yè),如建設開挖、鉆孔和管道檢修、敷設作業(yè)等受到破壞。究其原因主要是部分線路所處地帶位于開發(fā)建設區(qū)域,而外施工單位在未得到供電方監(jiān)管,或者供電方在得知某線路區(qū)域內(nèi)有施工時,未及時安排用電監(jiān)察人員進行現(xiàn)場管控和危險點分析,進而造成外施工單位在失去監(jiān)管的情況下野蠻施工,挖斷電纜、吊車勾斷架空導線等引發(fā)線路故障跳閘。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,城市建設需要進行的施工作業(yè)會越來越多,外力破壞將會成為我們急需解決的一大難題。
針對10 kV配網(wǎng)設備故障情況,提出的整改措施主要從以下幾個部分開展。
(1)嚴格按照標準化施工工藝規(guī)范施工,特別是電纜施放、電纜頭制作、線路夾板安裝這幾個故障常見點的施工。
(2)落實好新投設備驗收工作,要保證設備現(xiàn)場施工質量,移交新投運設備一定要達到要求才投入運行;通過紅外測溫、局放測試等帶電監(jiān)測手段加強日常維護,發(fā)現(xiàn)有問題的設備,及時更換;做好缺陷閉環(huán)管理,合理運用狀態(tài)檢修手段對設備開展狀態(tài)檢修,確保影響配網(wǎng)運行的帶有缺陷的設備及時得到處理。在2014年,南岸供電分公司針對轄區(qū)內(nèi)部分運行環(huán)境惡劣的彈子石、南坪、魚洞等地區(qū)的二十幾個站房進行土建改造,清理站房周圍環(huán)境、完善站內(nèi)設備封堵,有效降低了站房設備因運行環(huán)境潮濕和設備凝露造成故障的概率,同時避免了設備因小動物造成短路故障的危險。
(3)針對老舊站房和移交的公用部分站房在未移交前要提高現(xiàn)場監(jiān)管力度,有針對性地提出整改意見,劃分片區(qū)落實到責任人,及時整改。比如:在2014年,南岸供電分公司針對轄區(qū)內(nèi)運行狀況惡劣的三十幾個棄管小區(qū)進行供電設備改造,提高了老舊站房的運維水平。
(4)在重要分支線路節(jié)點和大型支路節(jié)點上安裝配網(wǎng)自動化終端裝置,使其能在該支路發(fā)生故障時及時切除故障,縮小故障巡視范圍,提高故障處理效率。例如:在2014年,南岸供電分公司在彈子石、黃桷埡變電站出線的幾條長線路的大分支線路節(jié)點安裝了智能開關,使其在發(fā)生故障時能迅速切除故障,保證整條線路運行,有效提高了這幾條線路的故障分割及故障處理的效率。
(5)針對常見大型基礎建設施工區(qū)域,積極與政府城建、城管、市政綠化、供水、供氣等部門溝通協(xié)調(diào),及時掌握所轄線路沿線施工作業(yè)開展情況,并加強對大型施工作業(yè)單位的監(jiān)控,必要時可要求停工整頓;在施工現(xiàn)場樹立明顯標識提醒施工隊伍注意電力設備等設施。在2014年上半年,針對南山、黃桷埡、魚洞、彈子石地區(qū)的架空線路進行電纜下地改造,并優(yōu)化了電纜線路走廊,使其避開大型基礎建設現(xiàn)場,有效地避免了雷擊、外施工破壞的發(fā)生。
(6)在容易遭受雷擊的區(qū)域線路上應留有一定的防雷間隙或加裝線路避雷器,提高線路耐雷水平;在絕緣子的選擇上應盡量使用絕緣性能更好的瓷質絕緣子;避雷器釆用新式氧化鋅避雷器,從而降低因雷擊而導致的永久性接地故障發(fā)生的概率;定期對接地網(wǎng)電阻進行檢測,更換不合格的接地體。
(7)防范小動物影響的措施:戶外設備金屬接頭部分加裝絕緣護套;及時清理桿塔、臺架變壓器以及開閉所、配電房周邊的垃圾;做好開閉所、配電房防小動物措施和戶內(nèi)設備封堵工作,對于老舊破損設備應立即進行更換,并完善相應設備封堵,保證設備能安全正常地運行。
(8)針對部分站房由于地勢低洼,易造成暴雨天氣進水的隱患,應立即在站房周邊修建導水渠,并對站房內(nèi)部電纜溝道進行防水、防火封堵,防止站房因外部雨水倒灌造成站房進水而停運;現(xiàn)場情況特別不利的站房應考慮改建至不易造成倒灌的地勢上。
(9)針對部分戶外環(huán)網(wǎng)柜和站房設備內(nèi)部易結凝露,從而造成設備金屬部分銹蝕、絕緣材料絕緣老化放電的情況作如下整改:
①對部分環(huán)網(wǎng)柜進行改造,使其能達到防水、防凝露的要求。加強絕緣密封材料的質量管理,并對部分絕緣密封件老化的點進行更換,提高運行等級。
②對站房進行通風、除潮改造,使其站房內(nèi)部空氣能夠循環(huán),避免環(huán)境潮濕造成設備內(nèi)部發(fā)生結凝露的情況。
2014年南岸供電分公司根據(jù)2013年的故障數(shù)據(jù)分析,進行了相應的配網(wǎng)設備改造、線路大修等整改工作,有效地降低了2014年的中壓故障次數(shù),提高了供電可靠性。
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